活性粉末混凝土_RPC200_的材料选用及制作技术
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th is p ap er, ba sed on ex ten sive investiga tion and exp erim en ta l
resea rch the m a teria ls and com pound ing techno logy w ere deter2 m ined 1F ina lly, the p robab ility of m ak ing up R PC by u sing loca l m a teria ls w a s a lso d iscu ssed1
表 1 五种高效减水剂主要指标
编 号
外 观
棕褐色液体 棕褐色液体 黄色粉末 棕褐色粉末 棕褐色液体
比 重
1116 1118 — — 117±0102
PH 值 (1% 溶液)
712 718 812 — —
固体含量
%
3715 3811 9416
— 32±1
减水率
%
15～ 25 15～ 25 15～ 25 10～ 25 13～ 30
限公司生产的“万年青”牌水泥、福建龙岩三德水泥建材工业有
限公司生产的“三德”牌水泥、安徽海螺水泥股份有限公司的“海
螺”牌水泥等, 福州地区建材市场主要也是销售这几种水泥。 本 文试验选用“建福”牌 P 1O 4215 普通硅酸盐水泥, 3 天抗折强度 为 517M Pa, 抗压强度为 2619M Pa; 细度 111 (1010% 筛余) ; 初凝 时间 3 小时, 终凝时间 4125 小时。
H e Yanb in W u Yanha i Yang Youhua Chen Shanghong L i Y ihu i
(Co llege of C ivil Eng ineering and A rch itectu re , Fuzhou U n iversity, Fuzhou 350002)
·福建建筑·2003 年第 1 期 (总第 81 期) ·
71
公司。 用来配制 R PC 的减水剂应有很好的减水效果, 并能与所 选水泥相匹配, 即水泥与减水剂的相容性好。减水剂用量少而混 凝土流动度大, 且新拌混凝土的坍落度经时损失小, 则水泥与减 水剂的相容性好, 反之则相容性不好。笔者选用福州各商品混凝 土搅拌站和建筑工地常用的几种高效减水剂, 通过相容性试验 选出与 R PC 胶凝材料相匹配的减水剂。
图 1 流动度—时间关系曲线
用跳桌法, 按《水泥胶砂 流 动 度 测 定 方 法》
(GB 2419 - 81) 进 行。 并 将 拌 合 物 浇 注 于 40mm × 40mm × 160mm 三联胶砂试模中, 在振动台 (振动频率为 50H z) 上振动 3 分钟。拌合物成型后, 用湿布覆盖, 24 小时后拆模。将试件放在 混凝土快速养护箱中进行热水 (温度 90±1℃) 养护 48 小时, 取 出冷却到室温后, 再测定其强度。试件的抗折、抗压强度按《水泥 胶砂强度检验方法 ( ISO 法) 》(GB T 17671- 1999) 进行。
从图 1 中可以看出, 胶凝材料与 V 号高效减水剂的混合物 的流动度在第 20 分钟时达到最大值 140mm , 居各减水剂之首, 故选择 V 号高效减水剂用于本文试验。
4 制作技术探讨 411 工艺流程 采用符合规范 (JC T 681) 要求的行星式搅 拌 机, 分 别 按 不 同 的 投 料次序来拌制 R PC。 拌 合物的流动度的测定采
1) 将称量好的硅灰、33% 的溶有高效减水剂的水依次倒入 搅拌锅中, 搅拌 3 分钟; 2) 加入水泥和 50% 的溶有高效减水剂的水, 搅拌 3 分钟; 3) 加入砂子和石英粉, 搅拌 3 分钟;
211 水泥
料有限公司生产石英粉, 其料度为 40Λm , SiO 2 含量 99124%。
福州地区各主要商品混凝土搅拌站所使用的水泥品牌大致
215 高效减水剂
一样, 均采用大中型企业生产的水泥, 主要有福建水泥股份有限
到目前为止, 福建省还没有生产外加剂 (包括减水剂在内)
公司生产的“建福”牌和“炼石”牌水泥、江西万年青水泥股份有 的大中型知名厂家, 但有不少小型的生产企业和销售外加剂的
细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂等组成。 为了进一步提高 可数。从调查中得知, 遵义铁合金 (集团) 有限责任公司的硅灰收
材料的延性, 可以掺入直径约为 0115～ 0120mm、长度为 3～ 12mm 的微钢纤维。 在 R PC 的凝结硬化过程中可采取预压、加 热等养护成型工艺, 以提高其密实性、改善微观结构和提高强
m odel fo r shea r friction of no rm a l and h igh - streng th con2 crete1 A C I Structu re Jou rna l1M ay- J une, 1999, 348- 360
〔7〕左小宝 1 高强混凝土压剪构件的开裂强度分析 1 南京: 南京 理工大学学报, 24 (5) , 2000, 449…452
作。 混凝土家族成员不断壮大, 其性能也日益完善, 各种高强高 性能混凝土不断出现, 以适应结构混凝土新技术的需要。
活性粉末混凝土 (R eactive Pow der Concrete, 缩写为 R PC) 是继高强、高性能混凝土之后出的一种新型混凝土, 是由法国最 大的营造公司之一布伊格 (Bouygues) 公司以 P ierre R ichard 为 首的研究小组在 1993 年率先研制成功的。R PC 是一种超高强、 低脆性、耐久性优异的新型水泥基复合材料。它是由级配良好的
412 投料次序对 R PC 强度和工作性能的影响 为了比较不同投料次序对 R PC 强度和工作性能的影响, 本 文试验采用以下三种投料次序; 投料次序 (文献〔2〕提出的投料 次序)
1) 将称量好的砂、水泥、石英粉和硅灰依次倒入搅拌机中, 干拌 5 分钟; 2) 加入溶有高效减水剂的一半的用水量, 搅拌 5 分钟; 3) 倒入另一半用水量, 搅拌 5 分钟; 投料次序 (文献〔3〕提出的投料次序) :
Abstract: R eactive pow der concrete (R PC ) con stitu te a
new fam ily of cem en t2ba se m a teria ls , w h ich have excellen t m e2 chan ics p erfo rm ance and du rab ility, esp ecia lly in ductility, In
Key words: reactive pow der concrete m aterials select
m ix ing sequence 1 前言
传统的混凝土强度较低而且功能单一, 已不能适应日新月 异的土木建筑工程的需要和新技术革命的挑战。因此, 许多学者 在改善混凝土性能、开发它的功能等方面进行了大量的研究工
别是福州地区的原材料, 通过广泛调研和试验研究, 初步确定了 遵义铁合金集团公司生产的硅灰, 灰白色球状粉末, SiO 2 含量
R PC 的原材料及其制作工艺。
大于 90% , 平均粒径为 01088Λm。
2 原材料的选用
214 石英粉
为了选用水泥、砂、外加剂等混凝土原材料。 笔者调查了福
笔者最初期望能从碎石场直接获得所需要的石英粉, 这样
〔8〕吴智敏, 徐世火良, 刘红艳, 刘毅 1 骨料最大粒径对混凝土双 K 断裂参数的影响 1 大连: 大连理工大学学报, 40 (3) , 2000, 358- 361
收稿日期: 200218114
·建筑材料·
活性粉末混凝土 (R PC 200) 的材料选用及制作技术3 何雁斌 吴炎海 杨幼华 陈尚鸿 李轶慧 ( 福州大学土木建筑工程学院 350002)
212 砂 福州地区主要商品混凝土搅拌站及建筑工地所使用的砂主
要来自于闽江流域, 采砂点主要为马坪、西坝头、竹歧、侯官、乌 龙江、马尾及营前等地。 其中闽江上游主河道由于水流急, 砂较 粗也较干净, 而下游的砂较细且含泥量较多。为保证原材料质量 的稳定性, 我们需要一个相对稳定的砂源。福建某建筑集团公司 在福州闽侯荆溪永丰文山里有一个砂场。通过实地考察, 该砂场
集系统是 90 年代的先进技术和设备, 自动化程度高, 生产稳定, 年产量 20000 吨, 占全国产量的一半以上。山西忻州铁合金有限 责任公司出品的硅灰, 其产量只占全国产量的 5% 左右, 但其价
度。
格较便宜。距福州最近的是杭州进德市衡山铁合金厂, 但其生产
为了探索我省活性粉末混凝土发展之路, 本文针对我省特 的硅灰尚未商品化上市。综合考虑各种因素, 本文试验采用贵州
〔摘 要〕 活性粉末混凝土 (R PC) 是最新发展起来的水泥基材料, 具有优越的力学性能和耐久性。本文通过广泛的调查研究
和试验分析, 确定 R PC 的原材料和制作技术, 探讨利用福州地区常见的原材料配制 R PC 的可能性。
〔关键词〕活性粉末混凝土 材料选用 制作工艺
Com pound ing technology and ma ter ia ls select for reactive powder concrete
理站、福州市及其八县的各建设工程造价管理站, 较全面地了解 获得干燥的石英粉, 但其粒径分布不能满足要求, 需二次加工,
福州地区混凝土原材料的主要来源的主要来源和价格情况。 通 且由于其规模的限制, 石英粉的质量也不是很稳定。福州市生产
过分析比较, 初步选定制作 R PC 的原材料。
和销售石英粉的厂商并不多, 本文试验采用福建省科达陶瓷原
州市几家最大商品混凝土生产企业。 这几家企业的商品混凝土 石粉的价格将是十分便宜的。但通过调查发现, 大型碎石场在石
产量已占福州市区商品混凝土市场 70% 以上, 其所使用的原材 料粉碎的过程中, 在用水冲刷石料表面杂物的同时, 也将石 英
resea rch the m a teria ls and com pound ing techno logy w ere deter2 m ined 1F ina lly, the p robab ility of m ak ing up R PC by u sing loca l m a teria ls w a s a lso d iscu ssed1
表 1 五种高效减水剂主要指标
编 号
外 观
棕褐色液体 棕褐色液体 黄色粉末 棕褐色粉末 棕褐色液体
比 重
1116 1118 — — 117±0102
PH 值 (1% 溶液)
712 718 812 — —
固体含量
%
3715 3811 9416
— 32±1
减水率
%
15～ 25 15～ 25 15～ 25 10～ 25 13～ 30
限公司生产的“万年青”牌水泥、福建龙岩三德水泥建材工业有
限公司生产的“三德”牌水泥、安徽海螺水泥股份有限公司的“海
螺”牌水泥等, 福州地区建材市场主要也是销售这几种水泥。 本 文试验选用“建福”牌 P 1O 4215 普通硅酸盐水泥, 3 天抗折强度 为 517M Pa, 抗压强度为 2619M Pa; 细度 111 (1010% 筛余) ; 初凝 时间 3 小时, 终凝时间 4125 小时。
H e Yanb in W u Yanha i Yang Youhua Chen Shanghong L i Y ihu i
(Co llege of C ivil Eng ineering and A rch itectu re , Fuzhou U n iversity, Fuzhou 350002)
·福建建筑·2003 年第 1 期 (总第 81 期) ·
71
公司。 用来配制 R PC 的减水剂应有很好的减水效果, 并能与所 选水泥相匹配, 即水泥与减水剂的相容性好。减水剂用量少而混 凝土流动度大, 且新拌混凝土的坍落度经时损失小, 则水泥与减 水剂的相容性好, 反之则相容性不好。笔者选用福州各商品混凝 土搅拌站和建筑工地常用的几种高效减水剂, 通过相容性试验 选出与 R PC 胶凝材料相匹配的减水剂。
图 1 流动度—时间关系曲线
用跳桌法, 按《水泥胶砂 流 动 度 测 定 方 法》
(GB 2419 - 81) 进 行。 并 将 拌 合 物 浇 注 于 40mm × 40mm × 160mm 三联胶砂试模中, 在振动台 (振动频率为 50H z) 上振动 3 分钟。拌合物成型后, 用湿布覆盖, 24 小时后拆模。将试件放在 混凝土快速养护箱中进行热水 (温度 90±1℃) 养护 48 小时, 取 出冷却到室温后, 再测定其强度。试件的抗折、抗压强度按《水泥 胶砂强度检验方法 ( ISO 法) 》(GB T 17671- 1999) 进行。
从图 1 中可以看出, 胶凝材料与 V 号高效减水剂的混合物 的流动度在第 20 分钟时达到最大值 140mm , 居各减水剂之首, 故选择 V 号高效减水剂用于本文试验。
4 制作技术探讨 411 工艺流程 采用符合规范 (JC T 681) 要求的行星式搅 拌 机, 分 别 按 不 同 的 投 料次序来拌制 R PC。 拌 合物的流动度的测定采
1) 将称量好的硅灰、33% 的溶有高效减水剂的水依次倒入 搅拌锅中, 搅拌 3 分钟; 2) 加入水泥和 50% 的溶有高效减水剂的水, 搅拌 3 分钟; 3) 加入砂子和石英粉, 搅拌 3 分钟;
211 水泥
料有限公司生产石英粉, 其料度为 40Λm , SiO 2 含量 99124%。
福州地区各主要商品混凝土搅拌站所使用的水泥品牌大致
215 高效减水剂
一样, 均采用大中型企业生产的水泥, 主要有福建水泥股份有限
到目前为止, 福建省还没有生产外加剂 (包括减水剂在内)
公司生产的“建福”牌和“炼石”牌水泥、江西万年青水泥股份有 的大中型知名厂家, 但有不少小型的生产企业和销售外加剂的
细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂等组成。 为了进一步提高 可数。从调查中得知, 遵义铁合金 (集团) 有限责任公司的硅灰收
材料的延性, 可以掺入直径约为 0115～ 0120mm、长度为 3～ 12mm 的微钢纤维。 在 R PC 的凝结硬化过程中可采取预压、加 热等养护成型工艺, 以提高其密实性、改善微观结构和提高强
m odel fo r shea r friction of no rm a l and h igh - streng th con2 crete1 A C I Structu re Jou rna l1M ay- J une, 1999, 348- 360
〔7〕左小宝 1 高强混凝土压剪构件的开裂强度分析 1 南京: 南京 理工大学学报, 24 (5) , 2000, 449…452
作。 混凝土家族成员不断壮大, 其性能也日益完善, 各种高强高 性能混凝土不断出现, 以适应结构混凝土新技术的需要。
活性粉末混凝土 (R eactive Pow der Concrete, 缩写为 R PC) 是继高强、高性能混凝土之后出的一种新型混凝土, 是由法国最 大的营造公司之一布伊格 (Bouygues) 公司以 P ierre R ichard 为 首的研究小组在 1993 年率先研制成功的。R PC 是一种超高强、 低脆性、耐久性优异的新型水泥基复合材料。它是由级配良好的
412 投料次序对 R PC 强度和工作性能的影响 为了比较不同投料次序对 R PC 强度和工作性能的影响, 本 文试验采用以下三种投料次序; 投料次序 (文献〔2〕提出的投料 次序)
1) 将称量好的砂、水泥、石英粉和硅灰依次倒入搅拌机中, 干拌 5 分钟; 2) 加入溶有高效减水剂的一半的用水量, 搅拌 5 分钟; 3) 倒入另一半用水量, 搅拌 5 分钟; 投料次序 (文献〔3〕提出的投料次序) :
Abstract: R eactive pow der concrete (R PC ) con stitu te a
new fam ily of cem en t2ba se m a teria ls , w h ich have excellen t m e2 chan ics p erfo rm ance and du rab ility, esp ecia lly in ductility, In
Key words: reactive pow der concrete m aterials select
m ix ing sequence 1 前言
传统的混凝土强度较低而且功能单一, 已不能适应日新月 异的土木建筑工程的需要和新技术革命的挑战。因此, 许多学者 在改善混凝土性能、开发它的功能等方面进行了大量的研究工
别是福州地区的原材料, 通过广泛调研和试验研究, 初步确定了 遵义铁合金集团公司生产的硅灰, 灰白色球状粉末, SiO 2 含量
R PC 的原材料及其制作工艺。
大于 90% , 平均粒径为 01088Λm。
2 原材料的选用
214 石英粉
为了选用水泥、砂、外加剂等混凝土原材料。 笔者调查了福
笔者最初期望能从碎石场直接获得所需要的石英粉, 这样
〔8〕吴智敏, 徐世火良, 刘红艳, 刘毅 1 骨料最大粒径对混凝土双 K 断裂参数的影响 1 大连: 大连理工大学学报, 40 (3) , 2000, 358- 361
收稿日期: 200218114
·建筑材料·
活性粉末混凝土 (R PC 200) 的材料选用及制作技术3 何雁斌 吴炎海 杨幼华 陈尚鸿 李轶慧 ( 福州大学土木建筑工程学院 350002)
212 砂 福州地区主要商品混凝土搅拌站及建筑工地所使用的砂主
要来自于闽江流域, 采砂点主要为马坪、西坝头、竹歧、侯官、乌 龙江、马尾及营前等地。 其中闽江上游主河道由于水流急, 砂较 粗也较干净, 而下游的砂较细且含泥量较多。为保证原材料质量 的稳定性, 我们需要一个相对稳定的砂源。福建某建筑集团公司 在福州闽侯荆溪永丰文山里有一个砂场。通过实地考察, 该砂场
集系统是 90 年代的先进技术和设备, 自动化程度高, 生产稳定, 年产量 20000 吨, 占全国产量的一半以上。山西忻州铁合金有限 责任公司出品的硅灰, 其产量只占全国产量的 5% 左右, 但其价
度。
格较便宜。距福州最近的是杭州进德市衡山铁合金厂, 但其生产
为了探索我省活性粉末混凝土发展之路, 本文针对我省特 的硅灰尚未商品化上市。综合考虑各种因素, 本文试验采用贵州
〔摘 要〕 活性粉末混凝土 (R PC) 是最新发展起来的水泥基材料, 具有优越的力学性能和耐久性。本文通过广泛的调查研究
和试验分析, 确定 R PC 的原材料和制作技术, 探讨利用福州地区常见的原材料配制 R PC 的可能性。
〔关键词〕活性粉末混凝土 材料选用 制作工艺
Com pound ing technology and ma ter ia ls select for reactive powder concrete
理站、福州市及其八县的各建设工程造价管理站, 较全面地了解 获得干燥的石英粉, 但其粒径分布不能满足要求, 需二次加工,
福州地区混凝土原材料的主要来源的主要来源和价格情况。 通 且由于其规模的限制, 石英粉的质量也不是很稳定。福州市生产
过分析比较, 初步选定制作 R PC 的原材料。
和销售石英粉的厂商并不多, 本文试验采用福建省科达陶瓷原
州市几家最大商品混凝土生产企业。 这几家企业的商品混凝土 石粉的价格将是十分便宜的。但通过调查发现, 大型碎石场在石
产量已占福州市区商品混凝土市场 70% 以上, 其所使用的原材 料粉碎的过程中, 在用水冲刷石料表面杂物的同时, 也将石 英
